湿式摩擦材料具有优异的摩擦磨损性能,在航空、船舶、工程机械和汽车领域均有着广泛的应用。随着工业化技术的发展变革,车辆、设备的功率、速度和载荷日益提高,湿式摩擦工况条件日益苛刻。传统湿式摩擦材料的机械强度和耐热性能受到材料组成和制备工艺的约束,很难满足高速、重载等极端工况下的使用要求,亟需发展新型高性能湿式摩擦材料。碳纤维具有高比强度、高比模量、耐高温和耐磨损等优异性能,采用碳纤维布作为增强材料,可望大幅提高湿式摩擦材料热负荷性能、承载能力和摩擦磨损性能。碳纤维布增强树脂基复合材料（简称碳布复合材料）,被公认为是一种极具发展潜力的新型湿式摩擦材料,具有广阔的应用前景。碳纤维布的纺织型结构使其表面凹凸不平,摩擦过程中纤维束凸起部位局部承载容易造成纤维束的脆断并引发摩擦系数波动和剧烈磨损,使其自身优异摩擦性能难以正常发挥。改善碳布复合材料的表面形貌,提高碳布复合材料的湿式摩擦稳定性及耐磨损性能,是碳布复合材料在湿式摩擦领域推广应用中亟待攻克的难题。基于此,本文针对碳布复合材料纺织型凹凸形貌造成局部磨损引起摩擦性能不稳和剧烈磨损问题,围绕其在油润滑和水润滑两种典型湿式摩擦工况下的摩擦改性及在随钻测量短节上的应用进行系统研究。本文的主要研究内容如下:采用浸渍工艺制备出石墨改性碳布复合材料,通过热物理性能、湿式摩擦磨损数据的测试和分析,研究了石墨颗粒含量和石墨粒度等关键参数对碳布复合材料油润滑工况条件下湿式摩擦性能的影响,发现和揭示了石墨颗粒与碳纤维的协同作用,以及对碳布复合材料磨损机制的影响规律。针对石墨润滑性能受湿度影响的问题,采用二硫化钼对碳布复合材料进行改性。研究了油润滑工况条件下二硫化钼含量对碳布复合材料湿式摩擦磨损性能的影响规律。通过对摩擦面元素组成及价态转变的表征分析,深入研究了摩擦接合面的摩擦化学反应,揭示了金属对偶件的磨损机制。采用原位生长碳化硅纳米线的方式,制备出碳化硅纳米线改性碳布复合材料,解决了碳布复合材料改性过程中存在的纳米材料分散性难题。研究了前驱体含量对碳化硅纳米线生长形貌、复合材料层间剪切强度和碳布复合材料油润滑工况条件下湿式摩擦磨损性能的影响规律,探讨了碳化硅纳米线改性碳布复合材料的磨损机理。设计搭建了水润滑岩石摩擦试验平台,采用金刚石、碳化硼和碳化硅颗粒制备出改性碳布复合材料,研究了硬质颗粒种类、金刚石颗粒含量及金刚石颗粒粒度对碳布复合材料层间剪切强度和摩擦磨损性能的影响规律,揭示了水润滑岩石摩擦工况下碳布复合材料的摩擦磨损机理。针对电磁无线随钻测井系统对测量短节无磁性和耐磨损性能等特殊要求,通过对碳布复合材料连接方案、粘接影响因素和缠绕成型方法的研究,实现了硬质颗粒改性碳布复合材料在测量短节的应用。通过现场定向打钻施工试验,完成碳布复合材料测量短节随钻测量功能和耐磨性能的检验。证实了本论文研究成果的科学性和有效性,拓宽了碳布复合材料湿式摩擦应用领域。